時間:2023-03-02 15:09:53
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隨著現代社會的發展,建筑物的規模不斷擴大,其內各種電氣設備的使用日趨增多,尤其是計算機網絡信息技術的普及,建筑物越來越多采用各種信息化的電氣設備。我國每年因雷擊破壞建筑物內電氣設備的事件時有發生,所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷設計就顯得尤為重要。
直擊雷和感應雷是雷電入侵建筑物內電氣設備的兩種形式。直擊雷是雷電直接擊中線路并經過電氣設備入地的雷擊過電流;感應雷是由雷閃電流產生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓,過電流形成的雷擊。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)規定,建筑物的防雷區劃分為LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn+1等區(各區的具體含義本文不再贅述)。將需要保護的空間劃分為不同的防雷分區,是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位聯結點的位置,從而決定位于該區域的電子設備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現與共同接地體等電位聯結。
建筑物直擊雷的保護區域為LPZOA區,其保護設計已為電氣設計人員所熟知,根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版),設計由避雷網(帶),避雷針或混合組成的接閃器,立柱基礎的鋼筋網與鋼屋架,屋面板鋼筋等構成一個整體,避雷網通過全部立柱基礎的鋼筋作為接地體,將強大的雷電流入大地。建筑物感應雷的保護區域為LPZOB,LPZ1,LPZn+1區,即不可能直接遭受雷擊區域;感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的,形成感應雷電壓的機率很高,對建筑物內的電氣設備,尤其低壓電子設備威脅巨大,所以說對建筑物內部設備的防雷保護的重點是防止感應雷入侵。由感應雷產生的雷電過電壓過電流主要有以下三個途徑:(1)由供電電源線路入侵;高壓電力線路遭直擊雷襲擊后,經過變壓器耦合到各低壓0.38KV/0.22KV線路傳送到建筑物內各低壓電氣設備;另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應雷過電壓。據測,低壓線路上感應的雷電過電壓平均可達10KV,完全可以擊壞各種電氣設備,尤其是電子信息設備。(2)由建筑物內計算機通信等信息線路入侵;可分為三種情況:①當地面突出物遭直擊雷打擊時,強雷電壓將鄰近土壤擊穿,雷電流直接入侵到電纜外皮,進而擊穿外皮,使高壓入侵線路。②雷云對地面放電時,在線路上感應出上千伏的過電壓,擊壞與線路相連的電器設備,通過設備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播,涉及面廣,危害范圍大。③若通過一條多芯電纜連接不同來源的導線或者多條電纜平行鋪設時,當某一導線被雷電擊中時,會在相鄰的導線感應出過電壓,擊壞低壓電子設備。(3)地電位反擊電壓通過接地體入侵;雷擊時強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地,在接地體附近放射型的電位分布,若有連接電子設備的其他接地體靠近時,即產生高壓地電位反擊,入侵電壓可高達數萬伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地,在附近空間產生強大的電磁場變化,會在相鄰的導線(包括電源線和信號線)上感應出雷電過電壓,因此建筑物避雷系統不但不能保護計算機,反而可能引入了雷電。計算機網絡系統等設備的集成電路芯片耐壓能力很弱,通常在100伏以下,因此必須建立多層次的計算機防雷系統,層層防護,確保計算機特別是計算機網絡系統的安全。
由此可見,對建筑物內各電氣設備進行防感應雷保護設計是必不可少的一項內容;設計的合理與否,對電氣設備的安全使用與運行有著至關重要的作用。
目前,在感應雷的防護當中,電涌保護器的使用已日趨頻繁;它能根據各種線路中出現的過電壓,過電流及時作出反應,泄放線路的過電流,從而達到保護電氣設備的目的。
根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4條規定:電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流,并應符合以下兩個附加要求:通過電涌時的最大鉗壓,有能力熄滅在雷電流通過后產生的工頻續流。即電涌保護器的最大鉗壓加上其兩端的感應電壓應與所屬系統的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓協調一致。
現在,我們根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定的各類防雷建筑物的雷擊電流值進行電涌保護器的最大放電電流的選擇。
一、一類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為200KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為50KA,波頭0.25us;根據圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計);首次雷擊:總配電間第根供電線纜雷電流分流值為200*50%/3/3=11.11KA;后續雷擊;總配電間每根供電線纜雷電流分流值為50*50%/3/3=2.78KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為11.11*8=88.9KA;即設計應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為100KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU100型。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
二、二類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為150KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為37.5KA,波頭0.25us;根據圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計;首次雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為150*50%/3/3=8.33KA;后續雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流的分流值為37.5*50%/3/3=2.08KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即8.33KA*30%=2.5KA及2.08KA*30%=0.6KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為8.33*8=66.6KA;即設計應選用
電涌保護器SPD的最大放電電流為65KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU65型。根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
三、三類防雷建筑物
1、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)附錄六規定,其首次雷擊電流幅值為100KA,波頭10us;二次雷擊電流幅值為25KA,波頭0.25us;根據附圖1,全部雷電流i的50%按流入建筑物防雷裝置的接地裝置計,另外50%按1/3分配于線纜計;首次雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為100*50%/3/3=5.55KA;后續雷擊:總配電間每根供電線纜雷電流分流值為25*50%/3/3=1.39KA;如果進線電纜已經進行屏蔽處理,其每根供電線纜雷電流的分流值將減低到原來的30%,即5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA,而在電涌保護器承受10/350us的雷電波能量相當于8/20us的雷電波能量的5~8倍,所以選擇能承受8/20us波形電涌保護器的最大放電電流為5.55*8=44.4KA;即設計應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型,根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.7條規定,該級電涌保護器應在總配電間處安裝,即在LPZOA,LPZOB與LPZ1區的交界處安裝。
2、根據國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8,第6.4.9條規定,在分配電箱處,即在LPZ1與LPZ2區的交界處安裝電涌保護器,其額定放電電流不宜小于5KA(8/20us),故此處應選用電涌保護器SPD的最大放電電流為40KA,額定放電電流為10KA;以法國SOULE公司產品為例,選用PU40型。
在供電線路中,電涌保護器的具體安裝以較常用的TN-S系統,TN-C-S系統,TT系統為例,示意如下:
1)TN-S系統過電壓保護方式
2)TN-C-S系統過電壓保護方式
3)TT系統過電壓保護方式
綜上所述可見,在防雷保護設計中,總的防雷原則是采用三級保護:1、將絕大部分雷電流直接引入地下基礎接地裝置泄散;2、阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓;3、限制被保護設備上浪涌過電壓幅值(過電壓保護)。這三道防線,缺一不可,相互配合,各行其責。目前通常作法是以下三點:
1)建立聯合共用接地系統,形成等電位防雷體系
將建筑物的基礎鋼筋(包括樁基、承臺、底板、地梁等),梁柱鋼筋,金屬框架,建筑物防雷引下線等連接起來,形成閉合良好的法拉第籠式接地,將建筑物各部分的接地(包括交流工作地,安全保護地,直流工作地,防雷接地)與建筑物法拉第籠良好連接,從而避免各接地線之間存在電位差,以消除感應過電壓產生。
2)電源系統防雷
以建筑物為一個供電單元,應在供電線路的各部位(防雷區交接處)逐級安裝電涌保護器,以消除雷擊過電壓。
3)等電位聯結系統
國家標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(局部修訂條文)明確規定,各防雷區交接處,必須進行等電位聯結;尤其建筑物內的計算機房等弱電機房,遭受直擊雷的可能性比較小,所以在此處除采取電涌保護器進行感應雷防護外,還應采用等電位聯結方式來進行防雷保護,本文不再敘述。
作為電氣設計人員都非常清楚,建筑物的防雷保護設計是一項既簡單又繁瑣的內容,但對建筑物的安全使用,電氣設備的正常運行有著至關重要的作用,所以還有待于各位電氣設計人員作進一步的研究與探討;同時必須嚴格按照國家規范,善為謀劃,精心設計。本文僅此設計作了一點粗淺的探討,所以文中不足之處,望同行不吝賜教。
參考文獻
1.2外部防雷系統智能建筑的外部防雷主要是指防直擊雷和防側擊雷,我們通過共用接地系統和泄流通路來保護建筑物自身不遭受雷擊。①智能建筑需要建立綜合的共用接地系統。因為在智能樓宇內存在著許多交流、直流設備,其中線路縱橫交錯,因此應該將智能樓宇建筑里的直流工作地、安全保護地、交流工作地與建筑施工過程中為防雷所用作的鋼筋緊密連接,形成一個完整的共用接地體。這樣就大大減少了在接地線之間存在著電位差的可能性,也消除了感應過電位的反擊現象,從而保證了高科技設備的正常工作。②足夠的泄流通路和均壓措施通過在建筑物鋼筋混凝土的鋼筋來制作防雷引下線,并且從屋頂的部位就開始增多分路,用來分散各個導體上的雷電流的數量。而由于智能樓宇大多數為高層,還應該采取防側擊雷措施,在智能樓宇中間的部位將建筑的外圈梁鋼筋焊接連通形成均壓環,同時與防雷引下線相連。通過充分利用建筑物自身的柱鋼筋、樁基鋼筋、屋頂樓面鋼筋、各圈梁鋼筋等,將它們細致的焊接,形成良好的雷電流泄流通路以阻止側擊雷造成危害。
2.智能防雷新技術
一種新的技術的要求,必然催生出相應的處理技術,隨著我國智能建筑物各項電氣設備的日益復雜化,以及智能建筑物中電氣設備的種類的繁雜化,大量的科研技術人員投入到了智能防雷技術的研發中去,目前已經研發出一種應用效果比較合理的新型防雷技術。該技術徹底克服了傳統避雷技術中被動接閃、二次雷擊效應嚴重的缺點,因此,受到廣大建筑施工單位和群眾的喜愛,發展前景非常好。它的基本原理是,發生閃電前的地面和云層之間有一個電勢差可以作為避雷針的能源,在雷擊即將發生的時候提前產生一個向上先導,形成一個雷電優先通路,克服了傳統避雷針被動的迎接閃電的不足,從而大幅度的提高了防雷保護的范圍。在智能建筑中的電子設備大部分采用了超大規模的集成電路,因此其本身很容易在高電壓、高電流的情況下被燒毀。因此以前的避雷針防雷、電源防雷等方法已經不能適應當前社會建筑領域智能樓宇防雷的需求。當雷擊發生的時候將會產生較大的電場,進而導致這個區域內的電位快速升高,大大高于其它區域,而作為電的良導體,很容易在電位不相等時對雷電產生影響形成感應,從而遭遇雷害。
2現場檢測及檢查
均壓環的檢測工作,應分為首層均壓環檢測和標準層(高層建筑中空間位置布置相同的層)均壓環檢測。根據查閱圖紙環節記錄的相關內容,嚴格對照現場實際施工情況檢查和測量。均壓環起始層設置應符合GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中的要求,即第一類防雷建筑物不高于30m,第二類防雷建筑物不高于45m,第三類防雷建筑物不高于60m。鑒于防雷工程中的均壓環實際上與土建工程中的建筑外圈梁為同一項工程,所以起始層均壓環建議從建筑物的首層做起。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。標準層均壓環應利用建筑物外圈梁中兩根主筋通長連接,再與本層的所有引下線分別可靠連接,路徑設置應符合雷電流泄放的最短路徑原則,且應形成有效的閉合回路。均壓環中的主筋數量及尺寸應滿足規范及設計要求,要求使用不小于48mm鋼筋或截面積不小于48mm2的鍍鋅扁鋼焊接成閉合環路。利用建筑物圈梁內主筋作為均壓環時,現場應主要檢查主筋的焊接質量,不應有漏焊、夾渣、咬肉、焊渣未清理現象,搭接長度及轉角處的跨接鋼筋曲率應滿足規范要求。鋼筋焊接部分應做好防腐處理。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。現場還應檢查均壓環與金屬門窗及外墻大型金屬物連接的預留接地,每層設均壓環的建筑物,應在上下兩層均壓環各自引出接地預留。隔層設均壓環的,應在每個門窗洞口設置不少于2點的接地預留。本層衛生間等電位預留,應就近從本層或最近層的均壓環引出,滿足雷電流泄放的最短路徑原則,且應根據圖紙中等電位箱的實際高度,留出足夠長度的預留鋼筋或扁鐵。均壓環接地電阻應在按照規范要求的前提下滿足設計要求。隨工檢測時應在均壓環鋼筋綁扎、焊接工作完成后,混凝土澆筑施工前進行。測點選擇應均勻分布在均壓環各個方向。均壓環轉角處及均壓環與引下線連接處也應進行測試,并測試過渡電阻。套管連接的主鋼筋,在套管兩側也應測試過渡電阻。過渡電阻的阻值應滿足規范要求。
城市不少建筑在裝置線路以及電氣時,會把許多電氣和線路都安裝在樓房的外部,并且地面部分的某些線路容易出現短路。這些情況致使裝置在外部的導電線路結構中存在一定的故障電壓。當出現線路存在故障電壓并且未能馬上處理時,就可能形成電弧并導致著火情況。所以在對線路進行規劃設計時,對于建筑內部的配電間必須設計重復接地的一段線路,同時其中如果存在總配電裝置,也需要進行反復接地的設計,在建筑之中存在許多配電的設備以及線路,在這些線路內部的中間部分和尾端,需要通過重復接地的設備對這些重要部分進行防雷保護。除此之外,在設計時還應該進行多點保護設置,同時要妥善選用保護線路及電氣的漏電維護系統的類別。
1.2防雷系統存在的問題和防護設計方式
在打雷時,雷電一般通過直接劈打的方式接觸聳立的建筑或者物體,而當城市電氣設備的裝置數量越來越多,打雷時雷電能夠經由一些金屬材質的物品或者導電設施,通過傳輸電流的方式毀壞樓房建筑的內部,或者通過電流引導對建筑之中活動的人員帶來威脅。因為雷電迫害樓房以及居民的方式出現了變化,防雷的系統也隨之進行了更新。從前一般只需單純在樓房建筑上裝置一根避雷針設施或者裝置阻擋電流的避雷帶,但是現在都需要實施ADBSGP。目前打雷時所帶來的電流會通過通信裝置、網絡線路以及某些無線的裝置和設備傳輸并侵犯樓房建筑的內部。當發生這種類型的雷擊情況時,通常會給樓房內部的民眾帶來惡劣的損失和侵害。目前不少城市樓房建筑之中都裝置了具有防雷作用的電涌維護設備。這種保護裝置在運行是能夠壓制附近的浪涌電流,同時還能夠對過電壓進行防控,以此保障建筑內部各個電氣裝置以及線路的安全。通過電涌設備能在一段非常短暫的事件中,將維護傳導線路移動并轉接到附近的等電位結構內部,令電氣裝置上多處電壓都可以轉換為等電位水平,同時將由雷電打擊而出現的強大脈沖傳輸至地層。隨后這些設備上不同端口原本存在的電位差值會逐漸復原并下降,由此一來連接在線路系統之中的裝置以及設備就可以獲得保障與維護。概括來說,電涌維護裝置在樓房建筑的線路中除了包括信息方面的維護裝置之外,還有針對電源設備裝置的電涌設備,此外具有絕緣能力的火化隙裝置和其中的等電位線路連接都是關鍵部分。如果按照電涌設備之中的電流傳輸實際流通量來說,能夠劃分成過電壓維護裝置、雷電防護裝置以及相應的SPD。在整體電路結構之中的進入以及輸出電纜中,需要裝置上電涌保護器裝置。如果雷電落下時對電纜線路造成直接侵害,或者電纜在運作時對過電壓產生明顯的感應,就能經由電涌裝置對電壓指數以及電位進行調整,令系統之中的設備在不同的端口上都能夠達到一個相等、平衡的電壓水平,這樣就能達到維護線路設備的效果。
2對樓房建筑之中的雷電防護接地線路系統進行設計的方式
對于當前的樓房建筑來說,在內部裝置具有防雷作用的接地系統對于線路設計而言是非常關鍵的環節。通常將樓房建筑之中的雷電防護設計系統能夠劃分成三個不同的類別:即專業電氣設計領域中所說的一類線路、二類線路以及三類線路。對于許多用于居住的樓房建筑來說,通常選擇裝置二類的線路系統,這個系統具備理想的雷電防護效果,如果樓房建筑之中裝置了某些具有爆炸可能的設備或者堆放了一些容易起火的物品,就需要選擇一類的雷電防護系統設計,這個類別的雷電防護線路系統通常包含電路的引下線部分、接閃裝置以及平衡電壓的均壓環部分,同時其中還有連接地層的線路結構。在一類設計中,對接閃裝置進行設計時,技術人員通常會選擇裝置避雷針設備以及避雷帶,或者將這兩種具有避雷效果的設備結合起來。在對避雷帶設施進行裝置時,需要順著房屋的邊角,樓房中的窗檐以及屋脊部分進行敷設。對于建筑樓房外層的一些金屬材質部分和某些建筑構件,則必須和雷電防護設備進行貫通銜接。對于樓房上方的接閃裝置,則需聯合其中的引下線進行銜接并利用電焊方式相互關聯。在一些樓層較高的建筑樓房中,引下線部分需要盡可能選擇鋼筋材質或者水泥材質充當系統之中的引下線,在系統的引下線結構之中包含兩條關鍵的鋼筋材質,這個部分的鋼筋材料在粗細上需要超過12毫米,設計和裝置時需要通過電焊技術或者特殊的捆綁方式將兩根關鍵的主鋼筋互相連接。在系統之中的引下線部分,可以設定多個進行測量的準確位置,將連接地層電壓電位平衡的連接板互相銜接起來。設計引下線結構能夠通過多點將接收到的雷電迅速導出,并且可以節約許多設計及安裝材料,在實際裝置施工方面更加便捷,并且不會對樓房外部設計的美觀性造成破壞。對于建筑樓房的地線連接系統進行設計時,為保證設計的品質可以選擇通過外圈部分的一些樁基以及基礎梁所裝置的鋼筋形成一個完整的閉環,假如在設計環境中無法利用基礎梁內部的鋼筋進行銜接,就需要選擇直徑為4mm、長度為40mm的扁形鋼條充當其中的連接主體,讓樓房以外的系統能夠敷設為完整的圓環形狀,同時要保證環形的閉合性,并在水平方向上進行接地。設計時需要將系統之中全部的閉環結構以及樁基部分聯合起來。
中圖分類號: P185.16文獻標識碼:A 文章編號:
雷電是大氣放電所產生的氣象,可以產生強烈的閃光、霹靂,掉在地上可以摧毀房屋、殺傷人畜、引發火災等。隨著近代高科技的發展,尤其是微電子技術的高速發展,雷電災害越來越頻繁,損失越來越大,原先的避雷針已無法保護建筑物、人和電器設備。80年代以后,雷災出現新的特點,這主要是因為一些高大建筑的興起,如高層智能大廈,微波站、天線塔等都會吸引落雷,從而使本身所在建筑及附近建筑遭到破壞。增設的各種架空長導線反倒引雷入室,使避雷裝置失去作用。
此外,微電子技術的高度發達,并且廣泛應用于各個領域,使得雷害對象出現了變化——從對建筑物本身的損害轉移到對室內的電器、電子設備的損害。以至發生人身傷亡事故。隨之防雷對象也由強電轉移到弱電。雷電產生的電磁感應已成為主要危害。所以,現代建筑防雷設計就必須高度重視雷電問題,加大力度去完善建筑物內部電子設備的安全保護措施。
我國建筑智能系統的研究和開發起點較低,因此我們的智能建筑廣泛存在著絕緣強度低,過電壓和過電流耐受能力差,對雷電引起的外部侵入造成的電磁干擾敏感等弱點,尤其是抗雷擊電涌能力差。如不加以有效防范,無法保證智能化系統及設備的正常運行。所以,目前關于智能建筑的雷擊電涌保護可靠性及安全運行問題,已成為人們關注的熱點。
1、建筑受雷擊的途徑
1.1 由附近的對地雷擊引起的地電位反擊
兩個相鄰的樓當附近有雷擊時,電位的變化是不同的,所以存在著電位差,它的大小決定于雷電大小、接地電阻和樓間距離。如樓間有信號線,則將承受高壓沖擊,據資料介紹,電纜或建筑物附近100米以內的雷擊,能感應5KV和1.25KA的浪涌。
1.2 對建筑物的直接雷擊
直接雷的電流通過避雷導體系統流入大地,除了使地電位升高外,當電流快速流過長導體時,因導體的自感而在導體的二端產生電勢,一根30米的避雷導線可產生1.5MV電勢,使附近的無金屬保護的靠墻電纜會出現“閃絡”,避雷導線和附近的電纜間還可由電容或電感耦合產生電壓,一個距避雷導線1米的10米×10米的回路,當避雷導線的電流為2kA/μs時,峰值電壓可達9.5kV。
1.3 由電力線被直接雷擊或感應雷擊
直接雷擊中高壓電力線上,通過變壓器的電容耦合產生浪涌電壓(在高壓線上200kA的雷擊,可在低壓屏產生6kV的浪涌電壓),足以引起設備損壞。直接打在高壓線上的雷擊概率較小,90%的雷電放電發生在云與云之間,電力線會因電磁感應或靜電感應產生二次雷擊。雷雨云之間的放電,因電磁輻射而在電力線上感應出脈沖,稱電磁感應雷;雷雨云的靜電荷電場,會在電力線表面感應出電荷,當該雷雨云的電荷與其它雷雨云接閃后,電力線表面的電荷被釋放,向二邊放電,稱靜電感應雷。上述兩種感應雷,在架空或埋地的導線上產生電流或電壓沖擊波,沿導線經接口進入設備,即所謂雷電波竄入,對監控系統危害極大。
1.4 雷電電磁脈沖波(LEMP)
雷電放電的dv/dt及di/dt均很高,其電磁輻射很大 。 雷 電 波 的 主 頻 為 1k~10kHz, 高 頻 為5MHz~10MHz。電磁波可通過建筑物的門、窗和電子設備機箱上的空洞、縫隙,直接作用于設備的元、器件,引起故障。雷電波的主頻不高,對大地而言,其穿透深度可達15~50m,埋在地下的通信和電力電纜將受到影響。
2、建筑物防雷設計因素
防雷是一項系統工程。
2.1接閃功能
指實現接閃功能所應具備的條件,包括接閃器的形式(避雷針、避雷帶和避雷網)、耐流耐壓能力、連續接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統一性等。
2.2分流影響
指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數量直接影響分流效果,引下線多,每根引下線通過的雷電流就小,其感應范圍就小。
2.3均衡電位
建筑物的各個部分可以形成一個電勢相等的等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統一的導電體,建筑物內當然就不會產生不同的電位,這樣就可保證建筑物內不會產生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓,對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備也有很大的好處。
2.4屏蔽作用
屏蔽的主要目的是保護建筑物內的通訊設備、電子計算機、精密儀器以及自動化控制系統不受雷電電磁脈沖的危險。應盡量利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋,即建筑物內地板、頂板、墻面、及梁、柱內的鋼筋,使其構成一個六面體的網籠,即籠式避雷網,從而實現屏蔽。
2.5接地效果
良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經濟。
2.6合理布線
指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設備的管線,在防雷設計中,必須考慮防雷系統與這些管線的關系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響,設計室內各種管線時,必須與防雷系統統一考慮。
3、現代建筑防雷的新重點
智能建筑的發展使得傳統的建筑防雷設計不再能滿足建筑本身對雷電安全的需要。雷電防護已經不僅僅是對建筑本體的防護,更側重于對建筑內人身和電氣設備的安全的防護。防雷工作正在從以傳統的防直擊雷為主向防雷電感應過電壓對通迅、安防、自動控制等系統的設備的損害而轉變。其中重要的防雷觀念變化有:
3.1重視雷電電磁感應作用
以前建筑物防雷以防直擊雷為主,側重機械性破壞和雷電反擊;現在則以防感應雷擊為主,側重雷電的電磁感應效應。
3.2建筑物防雷的整體性
建筑物防雷的整體性體現在對建筑物防雷設計和安裝時,要對內部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統一的考慮。建筑物外的整體觀念是指對一個院落、一個小區以及附近的環境要做全面的防雷規劃,同時還不能違反小區規劃的要求例如:所安裝的避雷針桿塔是否影響小區的美觀,所用的避雷針、避雷帶或避雷網是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護等等。
4.防雷通信電源的管理
通信電源在防雷方面尤其應該引起重視。
4.1 加強對電源設備的重視
電源設備與通信網中的其他設備(如交換、傳輸等)有較大的不同,本質上,電源設備是機電設備而非通信設備。正因為如此,在通信業中,它得不到充分的重視,然而,必須看到,通信電源作為整個通信電信網的能量保證,它的作用是整體性和全局性的。雖然它不是通信網主流設備,但它卻是通信網中最重要、最關鍵的設備。
4.2 加強電源管理上的專業化
對通信電源要求通信網上的各級管理層次和建設、維護方面都應該有獨立的電源專業管理人員。因為通信電源是一個專業,而且是個包括多種系統和學科的大專業,因此,應該對它作相應的專業管理。
4.3 電源設備購置與維護的具體措施
4.3.1在購置通信電源過程中,除考慮性價比外,要考慮高可靠性、多種自動保護功能、寬電壓、良好的均流均衡性能、在線運行模式,要考慮是否嚴格按照高標準組織生產,另外系統故障率、防雷和電涌措施、交直流配電一體化等都應是分析考慮配置的重點。要選用可靠性高的設備,合理配置備份設備。
4.3.2供電方式要大力推廣分散供電,要有備品和備份,使用同一種直流電壓的通信設備,采用兩個以上的獨立供電系統。
4.3.3設備宜采用模塊化、熱插拔式,便于更換和維修。再一個就是平時應建立起對電源故障的應急措施,保證可靠供電。最后,要提高技術維護水平,大力推廣集中維護體制。
綜上所述,雷電危害是有目共睹的,但只要措施得當,就可以有效地降低雷害。
建筑內部裝修工程相對建筑工程具有工期短,施工快的特點,如不及時發現,就會出現疏漏。因此,要有效控制建筑內部裝修工程違法行為的出現,就要求監督員全面、準確的掌握轄區情況,充分發揮公安派出所三級管理的職能,建立健全多警聯動機制,加大監督檢查的頻次和范圍。對發現的違法違章行為嚴肅處理,絕不姑息。同時,廣泛發動群眾對進行違法裝修的場所進行舉報投訴,使違法違章的工程無處藏身。
中圖分類號:TU895文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)09(c)-0149-01
雷電,是眾多大氣現象中的一種,但雷電產生的強大電磁脈沖(LEMP),具有極大的破壞性。它具有發生范圍廣、頻率高、強度大等特點。隨著現代化進程的加快,特別是信息產業的迅猛發展,自動控制、通信和計算機網絡等微電子設備和電子系統在各行業內外得到日益增加的廣泛應用,雷擊事故帶來的損失和影響也越來越大,為此必須要加強對防雷減災技術應用方面的研究。
本論文主要結合智能建筑的電子設備防雷需求,對智能防雷減災技術的應用展開分析探討,以期從中能夠找到合理有效的防雷減災技術的應用,并以此和廣大同行分享。
1傳統的防雷減災技術應用探討
由于閃電的電磁脈沖無孔不入地從空間各方面侵襲各種現代科技設備,所以現代的防雷措施必須采取全方位的防護,層層設防,綜合治理,把防雷工程看作一個系統工程。考慮到各行各業的不同特點,傳統的防雷方法主要有如下幾種。
(1)避雷針:我們稱為避雷針的裝置,其英文原名是“Lightning rod”,又稱“Lightning Conductor”,其愿意并不是“避雷的針”,而是“閃電棒”,更正確地說,應是“閃電傳導器”,即是指它的功能是把閃電傳導入地,這才是富蘭克林對它發明的避雷針的作用的愿意。他的這一看法及所采取的措施,迄今仍是正確的,有效的。
(2)接地:防止直擊雷害的完整一套系統,良好的接地才能有效瀉放閃電的能量入地,降低引下線上的電壓。接地也是為其它防雷措施服務的,接地不好,電子設備的功能就不可能完善,所以它是整個防雷系統工程中最基礎的一環,特別重要,也是最費錢、費工的一環。
(3)屏蔽:屏蔽就是用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來。從物理上看,就是把閃電的電磁脈沖波從空間的入侵通道全部阻斷,使得閃電無隙可乘。
2智能防雷減災技術應用探討
2.1 弱電系統的雷擊電磁脈沖的防護具體步驟
首先,根據電磁兼容理論,提高信息系統自身的電磁兼容性可從控制干擾源和提高信息系統自身抗電磁干擾能力兩方面考慮。其次,采用等電位聯合接地和屏蔽技術是信息系統雷電綜合防護最簡易最經濟的方法。第三,雷擊風險評估時,強調雷電磁場分布的預測。為減小雷電磁場對信息系統的侵襲,要求信息技術設備和網絡系統處在雷電感應能量最小區,且不超過信息系統所要求的磁場環境條件要求。第四,為降低各類金屬導體間的相互藕合,必須保證相互間的安全隔離距離。信息系統內各類線纜敷設縱橫交錯,易形成相互間的電磁干擾。因此,綜合布線系統的雷電防護也是信息系統雷電綜合防護工程中不可忽視的一個基本問題。最后,選擇合理級數和技術參數的電涌保護器(SPD)也是信息系統雷電安全的重要保證。
2.2 直(側)擊雷的防護
防雷保護是一個系統工程,其第一道防線就是受雷(或稱接閃)、引流(或稱引下)、接地(散流系統)。采用金屬材料作為接閃裝置攔截雷電閃擊,使用金屬材料做引下線將雷電流安全地引下并泄流入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。而智能建筑大多屬于一類建筑,應該按照一類建筑物的防護措施設計。防直(側)擊雷的完整裝置包括接閃器、引下線和接地裝置三部分。避雷針、避雷線、架空避雷網和避雷帶都是接閃器,智能建筑大多使用避雷帶和法拉第籠作為接閃器。建筑結構內有縱橫交錯的鋼筋,在沒有澆筑混凝土前就像一個大鐵籠子,可以將屋面的鋼筋引到女兒墻以上明裝避雷帶,利用多根垂直鋼筋為引下線,利用基礎結構鋼筋為接地裝置。而且結構內部縱橫交錯、密密麻麻的鋼筋還可以對雷電空間電磁場起到初級的保護作用。
2.3 雷擊電磁脈沖的防護
雷擊電磁脈沖(LEMP)是由于雷云對大地間放電產生的雷電電磁脈沖感應到附近的導體中形成的過電壓,這種過電壓可高達幾千伏,對微電子設備的危害最大。它的主要通道是通過電源線路、各類信號傳輸線路、天饋線路和進入建筑物的各種導體侵入設備和系統,造成破壞。因此,對雷擊電磁脈沖的防護,應該在入侵通道上將雷電過電壓、電流瀉放入地,以達到保護的目的。主要方法有隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓、過流保護、接地等。目前主要采用各系列電涌保護器安裝在各系統或者設備的外連線路中,將地線按聯合接地的原則接入系統的地線,避免造成電位反擊,從而真正起到安全保護接地的目的。
2.4 智能接地的保護應用
(1)保護接地:保護接地就是將設備正常運行時不帶電的金屬外殼(或構架)和接地裝置之間作良好的電氣連接。即將建筑物內的用電設備及設備附近的一些金屬構件,用PE線連接起來,但不能將PE線與N線連接。如果不作保護接地,當電氣設備其中一相的絕緣破損,產生漏電而使金屬外殼帶上相電壓時,人一接觸就引發觸電事故。實行保護接地后,設備的金屬外殼和大地已經有良好的連接,只要接地電阻符合要求,發生漏電時可保障人身安全。
(2)防雷接地:以防雷害為目的的接地稱為防雷接地,主要是為了把雷電流迅速導入大地。智能建筑內有大量的電子設備(如通信自動化系統、火災報警及消防聯動控制系統、樓宇自動化系統、保安監控系統、辦公自動化系統及閉路電視系統等)以及與之相應的布線系統。建筑物的各層頂板、底板、側墻、吊頂內幾乎被各種布線布滿。這些電子設備及布線系統一般屬于耐壓等級低、防干擾要求高、最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。因此,對智能建筑的防雷接地設計必須嚴密、可靠。智能建筑的所有功能接地必須以防雷接地系統為基礎,建立嚴密、完整的防雷結構。
3結語
雷電對于智能建筑而言,其危害性是巨大的,是不可估量的,因此必須要研究和應用面向智能建筑的防雷減災技術。本論文在分析了常用的防雷技術的基礎上,重點針對智能建筑的防雷要求,詳細探討了智能防雷減災技術的應用,對于進一步提高智能建筑的防雷減災水平,無論是在理論上還是在實踐上都具有較好的指導意義。
參考文獻
隨著我國經濟的快速增長,我國城鎮化的腳步正在不斷地加快著,而且由于土地資源的緊缺問題導致了現在的住宅建筑物朝著高層的方向發展著。雖然把公民住宅建成高層之后可以提高對土地資源的利用率,但是與此同時,這些很高的建筑物會很容易遭到雷電的侵襲。在公民的住宅中,有很多電器都會非常容易引起雷電的攻擊,為了能夠提高公民住宅建筑物的安全,一定要設計出科學合理的電氣路線,在進行電氣設計的時候首先就要考慮到建筑物的防雷效果,在不增加建筑成本的前提下做到最好的防雷效果是我們最愿意看到的結果。
一、我國對建筑物防雷等級的劃分
1.第一類防雷建筑物
第一,可能會生產或者是儲存易燃易爆物品的建筑物,因為這些物品危險系數比較高,一旦發生事故就會造成很嚴重的后果;第二,有零區或者是20區環境的建筑物,這種環境危險系數比較高;第三,一些比較微小的電火花就可能引起爆炸的建筑物,這些地方的危險物品爆炸會造成非常大的破壞,嚴重的會出現大量的人身傷亡事件。
2.第二類防雷建筑物
第一,我國重點保護的文物建筑物;第二,國家級的會堂、博物館、展覽廳等公眾場所,還有就是火車站、城市給水水泵房等比較重要的建筑物;第三,國家級計算中心,同時包括一些安裝有大量公共電子設備的建筑物;第四,國家優秀體育場所,比如北京的五棵松籃球館,在北京舉行的一些大型籃球賽事都是在那里進行的,在這個體育館觀看比賽的人員上萬,如果沒有一個很好地防雷措施,那么一旦出現雷擊事故,那么將會造成非常嚴重的后果,同時會給我國帶來很不好的影響;第五,有一區爆炸危險的建筑物,而且一些微小的電火花不會引起建筑物爆炸,爆炸發生之后也不會造成非常大破壞的建筑物;第六,一些小型的制造儲藏易燃爆炸物品的建筑物;第七,有二區或者是二十二區危險爆炸物品的建筑物;第九,預計雷擊次數比較小的一些省部級建筑物,或者是一些人員密集程度比較高的公共場所。
3.第三類防雷建筑物
第一,省級文物寶物建筑物還有就是省級檔案館,這些地方都會保存有比較重要的東西;第二,預計遭受雷擊次數非常小的建筑物,主要是一些人員密集程度比較高的公共場所;第三,預計雷擊次數非常小的公民住宅或者是一些小型企業的辦公樓;第四,一些高度比較高的煙囪和水塔等孤立的高聳建筑物。我們在確定一個建筑物防雷等級的時候,上面的這些規定我們必須要遵守,除此之外,我們還應該在一些雷電活動比較集中地地區或者是雷電比較強的地區提高當地建筑物的防雷等級。對那些超過十九層的公民住宅,通常會按照二類防雷建筑物的標準去進行防雷設計,其他的按照三類防雷建筑物去進行電氣設計。
二、公民住宅電氣防雷措施
1.直擊雷防護措施
在預防直擊雷危害的時候,我們都是根據國際上出臺的一些規范和措施去進行的,一般會采用避雷針改為接閃桿,避雷網改為接閃帶,余同是一些導電性比較強的金屬物體去把雷電引入大地中去,這樣就可以把直擊雷的危害降到最低了,因為一點雷擊電流引入到大地中之后,大地就可以把這部分雷電弱化,直至沒有任何影響。
2.對感應雷的防護措施
第一,電源防雷。在進行建筑物電器設計之前,肯定會對電源防雷有一個比較細致的分析,通常來講在建筑物的配電系統中,電源防雷往往會用一體化的防護系統去進行保護,但是避雷器的生產廠家在進行避雷器設計的時候設計思想不盡相同,所以不同避雷器的性能也會有一些差別。第二,信號防雷。和電源防雷基本相同,通訊網絡在進行防雷選擇的時候也是應用避雷器進行防雷的。現在,互聯網高度發展,人們常用的聯系方式主要是通過手機和網絡系統進行,而想要撥打電話就必須要在覆蓋有手機信號的地方才能夠順利的撥通電話,想要在互聯網平臺上去進行交流溝通也必須要連接網絡系統,這些發射信號的控制中心非常容易遭到雷電的攻擊,這時候我們必須要采取相應的措施去保護這些發射機構,避雷器是我們的選擇,同時它也能夠完美的完成這項任務,因為我們是在每個通訊線路上都串連上了避雷器,這樣就可以對每條線路都進行保護了,比單純的在某個建筑物上放置避雷針的效果要好很多。第三,加防雷裝置做等電位連接的內容。這是最重要的防護措施。如果把上面的那些防護措施都做好了之后,還應該進行金屬屏蔽或者是重復接地的處理方法,這樣就可以有效地避免一些架空電線進入一些比較重要的地方,如果條件允許的話可以直接在土壤中埋入電纜然后再引進那些建筑物之內,與此同時還應該用金屬進行屏蔽,這樣可以最大限度的降低雷電攻擊建筑物造成的損失。
3.閃電電涌侵入的防護措施
為了能夠防止閃電電涌侵入時出現的大量電波順著電源線路進入公民住宅內部,在進行低壓線路連接的時候最好是采用電纜埋地敷設的方式,并且在和用戶端相連接的電纜處安裝金屬外皮或者是一些金屬線槽,這些金屬物體都必須要進行接地處理。如果使用架空線供電方式的時候,在戶外有必要安裝一組避雷器或者是小距離的保護間隙,同時還應該連接一些導電性比較強的金屬進行接地處理。在建筑物防雷系統中,接地裝置可以和一些電氣設備同時使用。并且安裝接地線路的時候,其接地電阻不能夠超過三十歐姆。閥型的避雷裝置應該安裝在被保護物體的引入端,被保護物的上端連接線路,下端必須要進行接地處理。在正常情況下,避雷器裝置上的間隙一直都是保持絕緣狀態的,這并不影響整個系統的正常運行,如果出現了雷擊,那么這時候就會有高壓沖擊波沿著正在正常進行的線路攻擊過來,這時候避雷器的間隙就會被擊穿,這時候避雷器也就很好地做到了接地,之后就可以把沖擊波隔斷,保護電氣設備不受雷擊的破壞。當雷擊電流被大地弱化之后,避雷器的間隙就可以恢復到原來的絕緣狀態了,這時候避雷器就可以重新進行工作了。
三、避雷裝置
在進行建筑物防雷設計的時候也要考慮到應用何種防雷裝置。經常會用到的防雷裝置主要是由三個部分構成的:第一,接閃器。其實接閃器又可以叫做是受雷裝置,當有雷電電流流過金屬導體的時候,這時候再加上避雷針或者是安裝避雷網都可以起到更好的效果。第二,引下線。這種裝置又叫做引流器,這是把雷電電流從接閃器直接引導地下的一個導體。通常會暗敷在混凝土之內。第三,接地裝置。這個裝置是一種接地導體它還包括垂直連接地的一個總稱。這個裝置的作用就是把電流疏散到地下。
四、結語
總而言之,在具體的建筑防雷設計以及施工過程中,首先要把外部防雷裝置和內部防雷裝置統一的結合起來,并能夠把分流、屏蔽、布線以及均壓等問題能夠綜合的考慮好,這樣才能夠把建筑物防雷工作做好,能夠給公民提供一個更好的居住環境,保證他們的人身財產安全。
參考文獻:
由于阿拉善地區防雷事業起步較晚,新建建(構)筑物的防雷設計審核工作直到2007年才正式開展,與國內其它開展此項工作的地區相比,滯后近十年之久。民眾和設計人員的防雷意識和防雷技術水平較薄弱,部分房地產開發商為了盡量降低成本,往往要求設計人員只執行有關國家技術規范的強制性部分,甚至有的設計人員認為反正有審核部門把關,干脆等審核部門提出審核意見后再來修改設計。2007年,阿拉善地區防雷設計審核一次通過率還不到39%,所以近兩年筆者在防雷設計審核的過程中,發現不少設計人員由于對有關法規、規范掌握理解不夠,在施工設計中常出現許多未嚴格按照現行國家技術規范和標準執行的問題,以下筆者將就一些經常發生的問題加以分析。
一、防雷設計審核常見問題
(一)設計防雷類別不清,甚至沒有防雷設計。由于阿拉善盟屬于少雷區,年平均雷暴日數僅為9.6天,許多小高層以通過計算年預計雷擊次數,達不到0.06次/年,設計人員認為“不屬于三類防雷建筑物,不用進行防雷保護”,這是對防雷措施認識不清的結果,防雷措施不僅包括外屋面的避雷針、避雷帶(網)待防直擊雷的措施,還包括室內的等電位連接、電子信息系統的防雷措施等。不能簡單的認為,只有樓頂的避雷針才屬于防雷防雷裝置。
(二)引用防雷設計依據欠缺。在電氣設計說明中,有的沒有將國家強制標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004作為設計依據,這種情況防雷設計大多不規范。
(三)接地電阻要求不明確,或者設計說明或設計圖紙存在矛盾。如設計說明中接地電阻要求不大于1Ω,而屋面防雷平面圖或基礎接地平面圖中要求接地電阻不大于4歐姆。若采用共用接地方式,接地電阻按接入設計要求中的最小值確定。一般淺基,接地電阻應不于4歐姆,深基,接地電阻應不大于1Ω。若防雷地單獨設置,接地電阻則應滿足《建筑物防雷設計規范》GB50057-94規范中一、二、三類防雷接地電阻的規定。
(四)避雷帶暗敷的問題。《建筑物防雷設計規范》GB50057-94沒有不允許利用建筑物屋頂結構鋼筋時,造成鋼筋表面的小塊混凝土墜地面,可能造成地面人員、設施被擊中的危險。故不推薦利用建筑屋頂周邊混凝土內的鋼筋作為接閃器。避吉帶應盡量明敷,安裝在女兒墻的外側。
(五)避雷引下線分布位置不合理,間距不符合規范等。引F線應利用外墻所有的柱內主筋,建筑物陽角位的柱子必須利用。非框架結構建筑物的引下線也應敷設在建筑物角位。
(六)對于架空入戶的強、弱電管線有的沒有強調穿接地的金屬管入戶、對管線的金屬外皮沒有強調接地及線路安裝電源SPD。
(七)等電位措施不完善,對弱電系統配電箱、配線架未說明需要接地。設計說明中應補充:“正常不帶電、而當絕緣破壞,有可能呈現電堆的一切電氣設備的金屬外殼應可靠接地”。建筑物內用電設備、進入建筑物的各種金屬管道,電源線路、通信纜線屏蔽層、光纜接頭加強芯等的等電譬連矗。電氣豎井內設置接地干線、計算機、通信、消防監擰等弱點機房,設備問預留等電位磐譬扳!零蘭形成等電位連接網絡。建筑物室外的節日彩燈、航空障礙燈、廣告牌等設施的電源線路也應穿金屬管道或使用屏蔽電纜,作接地處理。大型金屬構件如電梯軌道等也應與接地線作等電位連接。
(八)設計中往往缺少電源SPD的標稱放電電流參數,或者第一級SPD和第二級SPD選用了相同的產品,達不到將雷電流逐級瀉放的目的。在建筑物總配電箱、各樓層配電箱及重要設備前端宜安裝電源SPD。不同的雷電防護區界面處對電源SPD的標稱放電電流的要求是不同的。
(九)遺漏屋面用電設備配電箱的電源SPD,或配置不合理,建筑物室外的節日彩燈、航空障礙燈、廣告牌等用電設施的電源線路應加裝一級電源SPD,其標稱放電電流應≥40KA(8/20μS)。
(十)電子信息系統的各種線路防雷措施不完善。計算機網絡、程控電話、火災自動報警及消防聯動控制、樓宇自控系統、衛星接收和有線電視系統等信號線路應安裝適配的信號SPD。消防控制室配電箱、有線電視前端箱應裝設電源SPD。
(十一)部分設計單位以低壓配電柜中的用于功率補償的電源SPD代替進線上的電源SPD。
二、出具設計審核意見書應注意的問題
防雷裝置設計審核結束后,對于設計合格的應及時出具《防雷裝置設計審查意見書》,用戶憑此審查合格意見書,到氣象主管機構領取《防雷裝置設計核準書》。對于設計不合格的,出具《防雷裝置設計修改意見書》,用廣到設計單位進行變更后重審。防雷技術服務機構出具審查意見時,應注意以下幾點:
(一)正確填寫申請單位及項目名稱,名稱應符合圖紙中圖標的內容。
(二)每條審查修改意見,應說明所依據的規范名稱、條款,做到有理有據。
(三)修改意見應符合規范用詞,不能將規范中的“宜”做擅自改為“必須或應”做。
(四)若設計中所提要求高于圖紙設計說明上所標規范的要求,除非存在明顯不合理之處,原則上評價時不對此提出修正意見。
(五)若設計中所提要求低于規范的要求,則應要求設計方修正。
(六)若經過兒方面因素綜合考慮,出現可高可低兩種選擇均不違反原則情況時,一般應按高標準要求。
(七)對涉及規范中用詞表示要求嚴格程度為“必須”和“應”的條文要求,均應嚴格按規范執行,只有在條文用詞表示“允許稍有選擇”時才能適度放寬,但應以建議的形式提出。
(八)盡量明確提出修改方法。
三、結束語
防雷設計是新建建筑物的防雷裝置旌工的依據,必須嚴格按照相關防雷規范設計。不僅要做好直擊雷的防護,還要做好防雷電波的侵入、防雷電感應、防地電位反擊等方面全方位的防護措施。防雷設計審核應當從“接閃、分流、均壓、屏蔽、接地和過電壓保護”六大要素,逐個環節進行分析審核,以發現設計不合理或漏設計環節,及時提出修改設計內容,使建筑物的防雷設計做到“安全可靠、技術先進、經濟合理”。
以上提到的均是防雷設計審核中常見的問題,防雷設計中存在的問題遠遠不止這些,由于本人理論水平有限,不足之處還望同行指正。
[參考文獻]
[1]王吉進;淺析防雷裝置的設計審核和竣工驗收[A];第七屆中國國際防雷論壇論文摘編[C];2008年
1 別墅商住小區簡介
上海御翠園商住小區八期別墅總用地面積約六萬平方米,總建筑面積約四萬平方米。其中三層聯排別墅24幢(不包括地下一層),三層商鋪三幢(不包括地下一層),都為鋼筋混凝土框架結構。論文格式。
生活住宅小區包括強電、弱電、自來水管、煤氣管道、消防管道、園林燈光和背景音樂等設施。其中弱電系統包括家居智能系統、電信系統、電視系統、寬帶網絡系統。家居智能系統主要由主機、紅外探測器、煤氣泄漏探測器、門磁開關、緊急求助按鈕、智能車庫、室外探頭監控等組成。
本別墅屬于三類防雷,各別墅獨立設置防雷接地裝置。論文格式。防雷接地裝置利用別墅鋼筋混凝土底板及地梁主筋作為自然接地體,柱內主筋作為引下線,接地電阻要求不大于4Ω。
2 別墅防雷接地安裝方法
2.1 施工材料的選用及質量要求:用于連接鋼筋混凝土柱與底板的為?16圓鋼,利用柱子的主筋為引下線;避雷針直接購買成品,注意必須為熱鍍鋅產品;避雷帶選用40mm×4mm熱鍍鋅扁鐵;所有材料必須有合格證或者產品質量證明書,每一批材料進場都要做好材料進場記錄表,并通知監理到場查看材料質量并在材料記錄表上簽名確認才可以用到工程上,這是確保工程質量的前提。
2.2 接地體一般分為人工接地體和自然接地體,本工程是利用別墅鋼筋混凝土底板及地梁主筋的自然接地體。自然接地體的施工主要注意兩個關鍵質量控制點,一個是底板鋼筋搭接施焊要形成一封閉回路,使得整個底板成為一個整體,另一個是柱主筋與底板筋的焊接質量要過硬;并將接地連接板設在主筋室外側地面以下,及時請監理進行隱蔽檢查,同時做好隱蔽檢查記錄。
2.3 由于利用柱主筋為引下線,所以測量接地電阻的斷接卡子設在離地面0.5米的外墻處,統一靠大門右邊邊柱位設置,采用暗盒裝入,加裝盒蓋并做好接地標記,及時請質檢部門進行電阻搖測檢驗,并將測量數據記錄好。
2.4 接下來主要講述本工程避雷帶的安裝
根據本工程別墅的建筑平面圖可知別墅屋頂呈多處尖屋頂形狀,易受雷擊的部位主要就是這些突起的尖屋頂,那么避雷帶的走向布置就要依據別墅屋頂的形狀來決定了,遵循實用與美觀相結合的原則,別墅屋頂防雷具體布置如圖一所示:
圖一 別墅屋頂層防雷平面圖
Fig1 Villa Rooflayer of mine plan
圖一中的避雷帶材料為40mm×4mm的熱鍍鋅扁鐵,為了保證避雷帶安裝質量,圖中各轉彎位置的連接件都是從建筑市場上采購的,鍍鋅扁鐵敷設前要調直,調直作業一般在平板上用手錘完成,直線段上不能有明顯的彎曲;前面提到別墅是利用柱主筋作為防雷引下線的,每幢別墅有四根防雷引下線,分別為別墅四根邊柱的主筋,在進行頂層混凝土澆筑時,分別用半米熱鍍鋅扁鐵與每根邊柱的主筋焊接好,焊接長度不小于100mm,必須三面施焊,焊后把藥皮敲掉,刷上防銹漆,避雷帶敷設到這四根預留鍍鋅扁鐵時與在焊接在一齊,搭接長度不小于扁鐵寬度的2倍,三面施焊。
本工程避雷帶的安裝時機也很有講究,因為別墅屋頂澆筑好后要進行找平屋、防水層、保溫層、掛瓦層以及琉璃瓦層的施工,那么避雷帶應該安裝在那一層上面呢,設計上把避雷帶安排在保溫屋上面,掛瓦層下面,這樣既美觀又便于施工,更重要的是便于以后的維護;因為如果安裝在保溫層下面,那么雷擊到屋頂時有可能會破壞保溫層,避雷帶必然也要進行維護,那么這時就要掀開保溫層才能對避雷帶進行維護,這樣做既麻煩又加大維護費用;假如安裝在掛瓦層上面,既給避雷帶的固定帶來困難,又對掛琉璃瓦造成影響。既然避雷帶安裝在保溫層上面是最合理的,那么接下來就要考慮避雷帶的支架安裝問題了,在樓面打平層施工完成后,施工人員就根據圖紙沿著避雷帶的敷設線路安裝m12拉爆地腳螺栓,安裝深度為50mm,地腳螺栓的間隔為1.5米,考慮到防水層與保溫層的厚度,地腳螺栓高出找平層的長度為150mm,這樣就給避雷帶的安裝留出足夠的空間;待防水層及保溫層施工完成后就可以進行避雷帶與地腳螺栓的連接工作,避雷帶與地腳螺栓采用焊接連接,焊接時在保溫層上敷設石棉板,防止火星飛濺或焊渣灼傷保溫層,焊縫要注意去藥皮,并刷防銹漆;到此為止,避雷帶就安裝完畢,接下來講述避雷針的安裝過程。論文格式。
2.5 本工程所用的避雷針都是從市場上購買回來的現成品,為熱鍍鋅產品,這樣做也是應業主的要求,既美觀,質量又可以保證,經核算成本也沒有增加,因為如果用人工自行加工的話,不僅質量及美觀度沒成品好,反而要花費比較多的工時。屋頂避雷針安裝大樣圖如圖二所示:
圖二 屋頂避雷針安裝大樣圖
Fig1 Lightning rod installation of largeroof-like diagram
從圖中可以看到,避雷針為?12熱鍍鋅圓鋼,長度為300mm,針尖長度70mm~75mm;首先在屋面進行澆筑時就按圖紙預埋好避雷針支座上的四顆m8地腳螺栓,待找平屋完成后,就將5mm厚支座鋼板的底板固定在預埋的m8地腳螺栓上,先焊上一塊4mm的加厚助板,接著將避雷針立起,找直、找正后進行點焊,然后加以校正,焊上其它三塊加厚助板,最后將避雷帶焊在底板上,清除藥皮刷防銹漆;在其他專業做好掛瓦層,進行琉璃瓦掛瓦施工時,我們要配合在有避雷針的位置進行瓦片開孔,瓦片開孔處打防水膠封堵,避免雨水由此進入。到此為止,別墅的防雷接地工作也就完成了。
3 防雷接地施工要注意的事項
(1)材料質量的把關,材料質量是工程質量的基礎,材料質量得不到保證,施工人員的施工水平再高也無用武之地。
(2)跟其他專業的配合工作要及時高質地完成,這是一項看到起不起眼的工作,工作量小卻相對費工時,如預埋配件、預留孔洞,但如果當時沒有做好這項工作,那么事后可能花上數倍的工時也無法達到當然及進跟進的效果。
(3)各熱鍍鋅焊接處的焊接質量及防腐工作,如焊接長度不夠,焊接不飽滿,焊渣沒有敲掉,焊接位置沒有刷防銹漆等。
(4)關鍵質量點的監控,如接地連接板、各層樓板連接樓板與柱主筋的圓鋼焊接質量,斷接卡子的電阻測試等都要請監理或相關質檢部門到場進行隱檢或者電阻測量工作,并做好書面記錄,只有這些工序完成了,才能允許進行下一道工序的施工。
4 別墅防雷接地施工質量驗收
防雷接地工程作為一個子分部工程,按照規范規定要進行單獨驗收。施工完后我們進行接地電阻值的搖測自檢工作,都達到設計及施工規范的要求;接著我們按照上海市防雷接地驗收要求報請有防雷檢測資質的檢測單位到現場進行了防雷檢測,并一次性通過了防雷接地驗收。到此,別墅的防雷接地施工也就完成了,只要施工中認真執行上述幾個步驟,整個建筑的使用功能、安全和使用壽命就會得到更好的保證。
【參考文獻】
[1]《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000版).
[2]《防雷技術標準規范匯編》1999年增訂版.